动态实验已经广泛的应用在模拟振动、疲劳破坏、强度分析等工程领域,随着研究的深入推进,动态实验结果的准确性越来越成为关注的焦点。动态力实验中最核心的部分就是动态力源,动态力源的精度与动态力实验的准确性息息相关,现有的动态力发生方式存在力的方向精度较低、易过载、引入非线性误差等问题。若想保证动态力实验的准确性,高精度、可控可调的动态力发生装置就显得至关重要。本文以新型高精度动态力源为研究目标,设计研制了一款基于压电效应的执行器。压电晶片在电场的作用下会产生变形,通过限制晶片两侧的自由变形,实现了从变形到力的转换,从而使得装置可以输出力;得益于压电传感器动态特性良好、刚度与灵敏度互不关联等特点,在装置中加入压电传感器以实现对装置上动态力的实时测量,从而保证输出力值的精度。通过对石英晶体性质、压电机理和压电效应的研究得到了压电效应表达式;通过对晶体切型的选择、晶组的选择与构成等方面的研究分析完成了压电晶片的选择;按照压电效应类型的不同,对整套装置进行功能细化,以压电执行器为力源发生单元,以压电传感器为同步检测单元,完成了整个装置的机械结构设计,详细阐述了重要零件的结构及其联接与装配方式,并进行了必要的尺寸计算。在不同的力值范围下对压电传感器进行了静态标定实验,对标定数据分析处理后得到其最大非线性误差及重复性误差均在1%左右,测量精度和稳定性都很好,能够实现对执行器输出动态力的测量;通过有限元分析软件,对整个装置进行了静力学与模态分析,得到了装置的静变形与前六阶固有频率,表明了该装置静动态性能都良好。为了全面检测该装置输入电压与输出力值的性能关系,将性能实验分为低电压、高电压等几组,对测得的数据进行分析,结果表明输入电压值与输出力值有极强的线性关系,且该装置灵敏度与分辨率良好;装置的动态性能由锤击实验检验,实验结果表明该装置具有良好的动态性能,满足实际需求。